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当代艺术的实验室创造

出处:论文网
时间:2017-10-07

当代艺术的实验室创造

  随着人们生活水平的不断提高,所谓“乱世黄金,盛世收藏”。人们对艺术品市场的需求正在迅速增长,传统的加工手段已经不能满足当代艺术的要求。落后的加工技术,导致艺术品的废品率很高,精细度及光洁度都达不到人们的要求,而且后期的打磨工作繁重。因此,必须寻求更先进的加工技术。

  下面将用具体案例进行解析,案例作品为笔者创作作品。是参考叶轮设计而成的,作品精度要求高,加工难度大。如果采用传统的普通设备进行加工,工艺和夹具复杂,加工质量不稳定。为此,使用实验室CNC数控机床进行加工无疑为最佳解决方案。

  1 刀具选择

  全部选用硬质钨钢刀具,保证加工质量及表面的光洁度。

  铣刀:采用硬质合金机夹钨钢刀片铣刀,能实现高速铣削,提高生产效率的同时保证加工精度及细腻程度。

  钻头:采用先进的三刃钨钢钻头,具有很高的自定性功能,以正确保证钻孔的位置度精度。

  2 工艺流程及加工详解

  现根据加工程序卡,使用CNC数控机床对本人创作的艺术品进行加公。详细加工流程如下:

  2.1 曲线五轴粗加工

  第一步是粗加工,由于加工余量大,如选用小直径刀具,效率太低,故选择Φ12平铣刀作为粗加工刀具,这里主要使用HSM外挂的曲面四轴的螺旋加工。

  HSM高速外挂在曲面加工方面比mastercam自带的加工刀路要精炼许多,减少了多余的刀路,使得加工层次均匀,路径合理。

  从加工刀路到程序生成的刀路均匀,并能大量去除毛坯,为以后的加工奠定坚实的基础。

  2.2 二次粗加工

  经过粗加工后,已经去除了大量的加工余量,而本次加工的目的在于使用小的刀具进行余量的二次清除,使余量更均匀,更接近3d模型。本次使用等高粗加工。

  2.3 叶轮底层的精加工

  叶轮底层的部位乃是本次加工的重中之重,如果稍有误差,则会带来严重的后果,如形状不符、加工不够精细等。却也显示了数控机床的加工优点,是传统机加工都不及之处。

  这里主要使用M6球刀配合螺旋式渐降沿面四轴加工,使用螺旋式渐降,能明显提高刀具使用寿命与工件的尺寸精度及表面精度。

  这里使用了一个复杂作品加工十分常见得加工方法。使用加工球刀的尺寸与形状同作品的曲线轮廓十分接近,所以加工时能使均匀的去除材料,而且精度也更高。软件设置方面如下,这是笔者长期经验积累所得,能事半功倍。

  程序过滤必须勾上,在加工过程中,能过滤许多无用刀路,使得刀路更加稳定均匀。

  间隙设定主要设置斜插时候的各种设置,如果设置合理可以使刀路平稳,使刀量均匀。

  按照以上设置,相比软件默认设置,所得到的刀路更加均匀稳定,作品加工的精度更细腻,加工时间也会缩小1/2。最重要的是能减少出错,有效地提高作品的精细度。

  2.4 表面半精加工

  本次半精加工主要针对叶轮轴体与扇叶的微小部分进行半精加工,由于内腔形状微小,所以选用Φ6球面刀进行加工。

  这里的加工方法为2D加工刀路复合沿面五轴加工。刀路的复合使用,能起到相辅相成的作用,对加工精度、效率都有显著作用。

  选择最优化切削,能使刀路顺序更加流畅平稳,然后需要重新设置“高级设定”。

  原来软件的默认设置为“自动计算”,这样加工出来的曲面在加工面相接的地方会显得粗糙没有流线。最致命的是,可能有许多曲面加工不到,但改为“所有曲面边缘”,就能加工到所有的曲面边界,使曲面相接处会平滑顺接。从而提高作品的细腻度,生成的刀路合理、简洁、均匀。

  2.5 扇叶的精加工

  这里主要是进行扇叶的精加工。

  2.6 曲面粗加工

  由于作品表面存在一些斜面、不规则曲面。传统的机加工必须借助夹具进行加工,使用夹具,必定会增加装夹的次数。装夹的次数越多,就越不能保障作品的精度。如果使用加工中心进行加工,可把斜面、不规则曲面当做普通曲面进行加工。并且是在一次的装夹中完成以上加工,保证了作品的规整性。

  2.7 曲面清角

  曲面清角是作品加工的核心部分之一,所以这里采用了R2球头刀进行曲面清角,从而得到目标精度。

  2.8 曲面精加工

  本步骤主要针对工件的曲面进行精加工,这里使用圆鼻刀进行加工,圆鼻刀由于具有平刀与球刀特点,作为本次曲面的精加工无疑是最佳选择。这里采用2D加工复合等高精加工。

  2.9 微小特征精加工

  针对一些微小的形状作出处理,则完成整个前模的加工。

  利用数控机床加工出来的作品,是传统机床不能比拟的,使艺术品的质量有了质的飞跃。

  3 结束语

  使用实验室的CNC数控机床进行艺术品加工,加工时间为20小时左右,仅为过去传统加工时间的1/10,一次装夹完成整个加工,加工效率得到极大的提高。此外,由于机床精度的保证,作品的细腻度、光洁度都非常高,从而使加工质量得到了显著的提高,减少了作品后期打磨的时间。

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